Đệ Tứ (Kỷ - Hệ)

Nét đặc trưng nhất của kỷ Đệ Tứ là sự phát triển của băng hà và sự tiến hóa của loài Người, do đó Đệ Tứ cũng còn được phân chia theo các kỳ đóng băng và gian băng trong lịch sử khì hậu [r]

129

Bảng 2 Băng hà và lịch sử tiến hóa loài Người

Các thời kỳ băng hà

Lịch sử tiến hóa loài Người

Băng hà

&

Gian băng

Tuổi địa tầng

đá trầm tích Biển Lục địa

Sau băng

Thời kỳ kim khí

TK đồ đá mới

TK đồ đá giữa

Băng muộn

BĂNG HÀ WURM

Gian băng Riss-Wurm

BĂNG HÀ RISS

Gian băng Mindel-Riss BĂNG HÀ MINDEL

Gian băng Gunz-Mindel

BĂNG HÀ GUNZ

Gian băng Donau-Gunz

Bảng 1 Phân chia địa tầng Đệ Tứ

năm)

Đệ Tứ

Pleistocen

Thượng (Ta-ranti) 0,0117–0,126 Trung (Ion) 0,126-0,781

Hạ (Calabri) 0,781-1,806 (Gelas) 1,806-2,588

Neogen Pliocen Piacenzi

Đệ Tứ (Kỷ - Hệ)

Tống Duy Thanh Khoa Địa chất

Trường ĐHKHTN (Đại học Quốc gia Hà Nội)

334 Nguyễn Trãi Thanh Xuân Hà Nội

1 Giới thiệu

Tên gọi “thành tạo Đệ Tứ” lần đầu do Giovanni Arduino sử dụng (1759)để chỉ bồi tìch trong thung lũng sông Po ở Bắc Italia, nhưng đến 1829 hệ Đệ Tứ mới được Jules Desnoyers – một nhà địa chất người Bỉ – xác lập để mô tả

trầm tìch nằm trên Đệ Tam ở lưu vực sông Seine

(Paris) Tuy thời gian của kỷ không dài [B 1]

nhưng trong kỷ Đệ Tứ đã có những sự kiện rất

quan trọng, đó là sự xuất hiện và tiến hoá của

loài Người và hiện tượng đóng băng trên những

lãnh thổ bao la của Trái Đất

Quan niệm của các nhà địa chất từng rất

khác nhau về thời gian của kỷ Đệ Tứ, mà trước

đây thời gian của kỷ được đánh giá chỉ vào

khoảng 600-750 nghín năm Căn cứ vào lịch sử phát triển của động vật Có vú, nhất là sự xuất hiện, tiến hoá loài Người, đa số các nhà địa

chất coi kỷ Đệ Tứ có thời gian dài khoảng trên

2,5 triệu năm

Đánh giá lịch sử phát triển của loài Người

là sự kiện quan trọng nhất trong lịch sử Đệ Tứ,

nên theo đề nghị của A P Pavlov, trong văn

liệu địa chất Đệ Tứ của Nga khá phổ biến tên

gọi kỷ Đệ Tứ là kỷ Nhân sinh (Anthropogen:

Anthrop – người, genos – sinh ra), nhưng cách

tên gọi này ìt được các nhà địa chất các nước

khác sử dụng

Do trong địa chất biển không phát hiện

được gián đoạn ở ranh giới giữa Pliocen (bậc

trên cùng của Neogen) và Pleistocen, nên một

số nhà địa chất coi Đệ Tứ chỉ là phần địa tầng

thuộc Neogen Trong khi đó Liên hiệp Quốc tế

nghiên cứu Đệ tứ (INQUA) lại đề nghị coi Đệ

Tứ là một Phụ nguyên đại còn trầm tìch được

thành tạo trong Đệ Tứ là một Phụ giới (Sub-era

– Sub-erathem) Ủy ban Địa tầng Quốc tế

(2009) coi Đệ Tứ là kỷ (hệ) trẻ nhất của

Kaino-zoi có đáy là bậc Gelas mà trước đây từng được

coi thuộc thống Pliocen của hệ Neogen [B 1]

Trong trường hợp này tuổi của Đệ Tứ là 2,558

130

Hình 1 Vài dạng động vật ưa lạnh ở đầu kỷ Đệ Tứ: 1 Tê

giác len (Rhinoceros tichorhinus); 2 Voi mamut (Elephas

primigenius)

tr năm (Gibbard, Head, Walker et al 2010)

Trước đây nhiều nhà địa chất cũng sử dụng cách phân Đệ Tứ làm bốn phần ngang hàng nhau là – Pleistocen hạ, Pleistocen trung, Pleistocen thượng và Holocen

Nét đặc trưng nhất của kỷ Đệ Tứ là sự phát triển của băng hà và sự tiến hóa của loài Người,

do đó Đệ Tứ cũng còn được phân chia theo các kỳ đóng băng và gian băng trong lịch sử khì hậu

Đệ Tứ Theo lịch sử chế tác và sử dụng các khì cụ trong quá trính tiến hóa của loài người, khảo

cổ học coi Đệ Tứ gồm Thời kỳ đồ đá cũ (Paleolit), Thời kỳ đồ đá giữa (Mesolit), Thời kỳ đồ đá mới (Neolit) và Thời kỳ kim khì [B 2]

2 Sinh giới kỷ Đệ Tứ

2.1 Đặc điểm của sinh giới Đệ Tứ

Ngay từ đầu kỷ Đệ Tứ sinh giới đã rất gần gũi với hiện nay, tuy vậy trong nhiều nhóm động vật cũng có những biến đổi do sự thay đổi của môi trường sống, mà trước hết là sự biến đổi của khì hậu Sự biến đổi thành phần giống loài của thực vật không đáng kể, mà chủ yếu là biến đổi

về phân bố địa lý phụ thuộc vào điều kiện khì hậu

Trong Pleistocen, lớp Có vú (hay lớp Thú) rất phong phú và đa dạng, trước hết là những thú lớn, như tại Châu Âu và một phần Châu Á phổ biến gấu hang, voi, hươu nai, hươu khổng lồ, v.v…, tại Australia có kanguru khổng lồ cao

đến 3 m, gấu túi, sư tử có túi, v.v… Nhiều loại

thú nhỏ cũng phát triển và còn tồn tại đến ngày

nay, nhưng có xu hướng tiến hoá theo cách tăng

kìch cỡ cơ thể Điều này có lẽ để thìch nghi với

điều kiện khì hậu lạnh trong Pleistocen, thân

hính to có tỷ lệ bề mặt da ìt hơn so với khối

lượng cơ thể, do đó ìt mất nhiệt hơn Nhiều xác

chết của động vật Pleistocen còn được lưu giữ

rất tốt trong băng vĩnh cửu ở Siberie và Alaska, chúng cung cấp nhiều thông tin để nghiên cứu động vật của giai đoạn này trong lịch sử địa chất; điển hính nhất là xác gần như nguyên vẹn của voi mamut lông dày được phát hiện ở Siberie

Bên cạnh lớp Thú, nhiều động vật có xương sống khác cũng phát triển trong Pleistocen, vì

dụ như chim khổng lồ ở Madagascar và Australia cao đến 3 m, nặng 500 kg, hay kỳ nhông dài đến hơn 6 m và nặng tới gần 6 tạ

Liên quan với điều kiện khì hậu lạnh do hiện tượng đóng băng, trong Pleistocen xuất hiện nhiều đại biểu của động vật ưa lạnh có lông và da dày như tê giác len (lông dày), voi mamut [H 1]

Có thể thấy rõ sự phân biệt hai khu vực của động vật Đệ Tứ ở Châu Á Khu vực bắc và khu vực nam, ranh giới giữa chúng là “Bức thành” phân cách khì hậu từ Himalaya qua Hindu Kuch

và Nanling (Nam Lĩnh – Trung Quốc) Khu vực phìa bắc chịu ảnh hưởng nhiều của sự thay đổi khì hậu liên quan với các kỳ đóng băng, do đó mà thành phần động vật cũng thay đổi nhiều so với Neogen Đặc trưng cho khu vực bao la này là voi mamut, tê giác, hươu, bò rừng, ngựa, linh dương, v.v… Trước kỳ đóng băng, động vật mang tình chất của sinh cảnh thảo nguyên và rừng thảo nguyên, phổ biến là những dạng ưa khì hậu ấm như voi, tê giác, hươu, ngựa, v.v…

Trong và sau kỳ đóng băng thành phần động vật thay đổi, thìch nghi với sinh cảnh đài nguyên và rừng đài nguyên, phong phú những loại ưa khì hậu lạnh như voi mamut, tê giác len,

131

Hình 2 Một số động vật ưa khí hậu ấm nóng ở đầu kỷ Đệ

Tứ 1 Voi cổ xưa (Elephas antiquus); 2 Hà mã

(Hippopo-tama major); 3 Bò rừng (Bison priscus)

Hình 3 Sự di cư động vật giữa Bắc Mỹ và Nam

Mỹ sau khi cầu nối Panama được hình thành (Wi-cander R J & Monroe S 1993)

hươu phương bắc, v.v… Sau kỳ đóng băng, vùng đài nguyên lui về phìa bắc thí phần lớn các nhóm sinh vật này, đặc biệt là voi mamut, bị tiêu diệt

Phìa nam của khu vực bắc tuy không bị

đóng băng, nhưng vẫn chịu ảnh hưởng lớn của

khì hậu băng giá như Iran, Trung Á, Tây Tạng,

Nam Trung Quốc Động vật mang tình chất của

sinh cảnh thảo nguyên - sa mạc gồm ngựa, bò

rừng, lạc đà, linh dương, cừu, dê, v.v…

Khu vực nam, trước hết là Nam Á không

chịu ảnh hưởng của băng hà nên động vật mang

tình kế thừa rõ rệt của Neogen và gần gũi với

hiện nay Thành phần giống loài phong phú hơn nhiều so với khu vực bắc, đó là những động vật

ưa khì hậu ấm áp [H 2] như voi, hà mã, bò, hươu, gấu, khỉ, hổ răng kiếm, hổ, chó sói, v.v…, ngoài ra còn có cá sấu, rùa, rắn Động vật ở Nam Mỹ, Trung và Nam Phi, Australia cũng mang tình kế thừa rõ rệt của động vật Neogen, tuy thành phần nghèo hơn động vật Nam Á

Động vật của Châu Á trong Pleistocen có thể giao lưu với động vật Bắc Mỹ qua cầu nối Bering hiện nay và với Châu Phi qua vùng Arabia Thành phần của động vật Châu Âu và Bắc

Mỹ cũng thay đổi nhiều do ảnh hưởng trực tiếp của các kỳ đóng băng

2.2 Sự di cư động vật liên lục địa

Động vật Có vú ở Bắc Mỹ, Châu Âu, Bắc Á trong Kainozoi có nhiều đặc điểm tương đồng Ngày nay, Châu Á và Châu Mỹ cách nhau qua eo biển Bering, Bắc Mỹ ngăn cách với Châu Âu bằng Bắc Đại Tây Dương Nhưng vùng eo biển Bering trước đây từng là một dải đất liền nối hai lục địa Bắc Mỹ và Bắc Á, qua đó động vật có thể giao lưu với nhau; một dải đất liền khác nối Bắc Mỹ

và Châu Âu Mặt khác, các lục địa phìa nam lại là những lục địa dạng đảo tách rời nhau trong suốt Kainozoi Tuy vậy, mối liên hệ Châu Phi - Âu-Á vẫn giữ và động vật giao lưu dễ dàng giữa hai lục địa này, ví thế voi tiến hoá đầu tiên ở Châu Phi, nhưng sau đó di cư sang các lục địa phìa bắc Trong suốt thời gian dài, động vật Nam Mỹ là một quần hợp biệt lập không giống với bất

kỳ nơi nào trên thế giới, gồm nhiều thú có túi và những động vật có nhau (rau) Nguyên do là Nam Mỹ từng là một lục địa dạng đảo lớn từ Creta, đến cách đây 5 triệu năm cầu nối Panama được hính thành, nối liền Nam Mỹ với Bắc Mỹ Nhờ đó động vật từ Bắc Mỹ ồ ạt di cư và thay thế động vật sẵn có ở Nam Mỹ, quần hợp đông đúc

các thú có túi của Nam Mỹ bị tuyệt chủng gần hết, chỉ

một vài dạng sống sót Trong khi đó động vật gốc

Nam Mỹ lại rất ìt dạng di chuyển sang được lục địa

Bắc Mỹ [H 3] Phần lớn động vật có túi tập trung

phát triển ở Australia là nơi mà chúng đã phát triển từ

trước khi Gondwana bị phân tách hoàn toàn

2.3 Hiện tượng tuyệt chủng cuối Pleistocen

Hàng loạt các loại thú trên lục địa đã bị tuyệt chủng

ở Bắc Mỹ, Nam Mỹ và Australia cách nay khoảng

10.000 năm Tuy lần tuyệt chủng này không lớn so với

những đợt tuyệt chủng trước đây trong lịch sử địa chất,

nhưng cũng có tình chất kỳ lạ ví hầu như chỉ tác động

132

đến những thú lớn cỡ hơn 40 kg Cuối Pleistocen số lượng giống của động vật lớn bị tuyệt chủng ở Bắc Mỹ là 73%, ở Nam Mỹ – 80%, ở Australia – 94%, Châu Âu – 30%, nhưng ở Châu Phi chỉ 5% Nguyên nhân của hiện tượng tuyệt chủng này là đề tài thảo luận của hai quan điểm khác

nhau Quan điểm thứ nhất cho rằng sự tuyệt chủng này do các loại thú lớn không thìch ứng kịp với sự thay đổi nhanh chóng của khì hậu sau kỳ băng cuối cùng Quan điểm thứ hai cho rằng sự

tuyệt chủng của các loại thú lớn là do sự săn bắt của người tiền sử gây nên

Quan điểm khì hậu thay đổi có những điều chưa thỏa đáng Trước hết, tại sao các thú lớn không di cư đến những nơi có điều kiện khì hậu và thực vật thìch hợp Thực tế có nhiều loại thú như tuần lộc và cáo bắc cực từng sống tại Pháp trong thời kỳ băng hà, khi khì hậu trở nên ấm hơn, chúng đã di cư đến vùng cận Bắc Cực Điều thứ hai không ủng hộ quan điểm khì hậu thay đổi là, tại sao trước Pleistocen cũng đã diễn ra sự thay đổi khì hậu giữa lần đóng băng và tan băng, nhưng lại không diễn ra hiện tượng tuyệt chủng?

Cơ sở của quan điểm thứ hai là sự tuyệt chủng thú lớn ở Bắc và Nam Mỹ cũng như

Austral-ia trùng khớp với thời gAustral-ian loài người di cư đến những khu vực này Trước đó các loại thú này chưa hề có kẻ thù như con người nên chúng chưa có thói quen chạy trốn trước con người Nhưng thuyết này lại cũng chưa đủ sức thuyết phục ví tư liệu khảo cổ cho thấy ở Châu Mỹ và Australia vào thời gian này chỉ mới có một cộng đồng người tiền sử rất thưa thớt sinh sống bằng hái lượm và săn bắt Một số lượng người thưa thớt như thế khó có thể tàn sát hàng loạt giống loài thú lớn như vậy

Có lẽ nguyên nhân do sự thay đổi khì hậu có vẻ như có nhiều khả năng được chấp nhận hơn nguyên nhân do sự săn bắt ồ ạt của người tiền sử

3 Sự xuất hiện và tiến hoá loài Người

Sự xuất hiện và tiến hoá của loài Người là sự kiện lớn trong lịch sử kỷ Đệ Tứ Mặc dù cách đây 300.000 năm Người hiện đại chưa xuất hiện, nhưng tổ tiên của họ đã trải qua một lịch sử lâu dài trong sự tiến hoá linh trưởng ở Châu Phi, nơi mà phần lớn các nhà nhân chủng học đều coi là cái nôi của nhân loại Loài Người thuộc bộ Linh trưởng, thuỷ tổ của Linh trưởng đã được biết tới trong trầm tìch Paleocen ở Trung Quốc, Bắc Mỹ và Châu Âu Linh trưởng cao cấp gồm Prosimea (Tiền hầu) và Anthropoidea (Dạng người) Prosimea gồm các dạng như vượn cáo (lemur), mắt trố (tarsier) Cuối Eocen, Anthropoidea đã tiến hoá từ những dạng bà con với mắt trố và phân bố ở Bắc Phi, nơi rất phong phú động vật Linh trưởng, bao gồm cả những khỉ dạng người nhỏ và vượn (gibbon)

Anthropoidea (Dạng Người) Từ Oligocen (37 tr năm trước đây) Anthropoidea hính thành,

gồm ba thượng họ – Khỉ cựu lục địa, Khỉ tân lục địa và Hominoidea Hóa thạch cổ nhất của thượng

họ Hominoidea có tuổi cách đây 25 tr năm, thượng họ này có ba họ là Khỉ lớn dạng người gồm chimpanze, đười ươi và khỉ đột; Khỉ nhỏ dạng người (Hylobatidae) gồm vượn, vượn mực;

Ho-minidae (họ Người) gồm người và dạng thủy tổ đã bị tuyệt diệt

Hominidae (họ Người) Họ Hominidae gồm 3 giống – Ardipithecus, Australopithecus và Homo

[H 4] Hóa thạch cổ nhất hiện biết của Hominidae là Ardipithecus ramidus, có tuổi 4,4 tr năm

Australopithecus (Khỉ phương nam) Đến nay bốn loài hóa thạch của Australopithecus đã

được phát hiện (Australopithecus afarensis, A africanus, A robustus và A boisei) A afarensis

là dạng sớm nhất của Australopithecus, A africanus sống cách nay khoảng 3-1,6 tr năm A

ro-bustus, sống cách nay 2,7-1,3 tr năm, còn A boisei sống cách nay 2,5-1,2 tr năm

133

Hình 4 Quan hệ huyết thống của những loài chính trong họ

Người (Hominidae) Chữ số trong hình: triệu năm trước đây

Homo là giống tiến hóa cao nhất trong bộ

Linh trưởng bao gồm các loài Homo habilis,

Ho-mo erectus và HoHo-mo sapiens (Người hiện đại)

- Homo habilis là đại biểu sớm nhất của

giống Người (Homo), đã tiến hóa cách nay hơn 2

tr năm và đã tiếp tục sinh sống cho đến cách nay

1,4 tr năm

- Homo erectus tiến hóa ở Châu Phi cách

nay 1,8 tr năm, có mặt ở Đông Á, Đông Nam Á

cách nay 1 tr năm và sống ở đây cho đến cách

nay 300.000 năm

- Homo sapiens (Người hiện đại) xuất hiện

ở Đông Phi cách đây 300.000 năm và nhanh

chóng phân bố trên các lục địa khác Từ 8 đến 12

nòi Người hiện đại đã phát triển theo cách thức

khác nhau, lúc đầu là phân hóa giữa người Châu

Phi và Châu Âu, sau đó giữa người Châu Á và

Châu Âu cũng phân hóa với nhau

Người Neanderthale sống cách nay

150.000-32.000 năm, không khác gí chúng ta nhiều mà chỉ to lớn hơn, ví thế nhiều nhà nghiên cứu coi Neanderthale chỉ là một phân loài của Homo sapiens (Homo sapiens neanderthalensis), nhưng cũng có nhà nghiên cứu lại coi đó là một loài riêng (Homo neanderthalensis) Người Cro-Magnons được coi là một chủng của loài Homo sapiens sống cách nay khoảng 35.000 năm và trong quãng thời gian 35.000-10.000 năm, người Cro-Magnons đã phát triển nghệ thuật và kỹ thuật vượt quá bất kỳ thời gian nào trước đó

Từ sự tiến hoá của người Neanderthale cách nay ìt nhất 150.000 năm đến nay, loài Người

đã đi từ văn hoá Đồ đá lên kỹ thuật cao, cho phép loài Người có những phát minh, sáng tạo vĩ đại Trên cơ sở khả năng sử dụng và chế tác công cụ lao động trong sự tiến hoá của loài Người, khảo cổ học phân biệt lịch sử kỷ Đệ Tứ thành 4 thời kỳ: Thời kỳ đồ đá cũ, Thời kỳ đồ đá giữa, Thời kỳ đồ đá mới và Thời kỳ kim khì [B 2]

Thời kỳ đồ đá cũ (Paleolit) từ đầu Đệ Tứ, gồm 3 giai đoạn là Sơ kỳ đồ đá cũ, Trung kỳ đồ

đá cũ và Hậu kỳ đồ đá cũ Trong Sơ kỳ đồ đá cũ con người chỉ biết dùng “cuội văn hóa”gồm

những hòn cuội tự nhiên, to và không được gọt đẽo Những “cuội văn hóa” này thuộc về người

Australopithecus Sau đó con người biết dùng những mảnh vỡ được tu sửa (của người Pithe-canthropus) vào giữa Pleistocen Trung kỳ đồ đá cũ có những khì cụ cỡ trung bính được tu sửa

từ những mảnh đá vỡ (mảnh tước) của người Neanderthale Hậu kỳ đồ đá cũ – khì cụ đá được

chế tác tinh tế dần, xuất hiện những hoa văn trạm trổ trên xương thuộc nhóm đầu tiên của Người

hiện đại (Homo sapiens)

Thời kỳ đồ đá giữa (Mesolit) có lẫn lộn những dụng cụ đồ đá thô và dụng cụ đồ đá mài

nhẵn đầu tiên Thời kỳ đồ đá mới (Neolit) có khì cụ đá tinh tế mài nhẵn và xuất hiện đồ gốm

Thời kỳ kim khí là giai đoạn con người biết chế tác công cụ bằng kim loại, lúc đầu là đồ

đồng rồi sau đó là đồ sắt Nếu như trong một quãng thời gian dài của Thời kỳ đồ đá cũ và Thời

kỳ đồ đá mới sự tiến hóa, phát triển của nguời diễn ra một cách chậm chạp, phẳng lặng, thí vào

134

giai đoạn mới, từ khi biết sử dụng kim khì, loài người đã đi những bước rất dài và nhanh chóng của sự phát triển văn hoá

Ở Việt Nam, di tìch răng người cổ đã được phát hiện ở Bính Gia (Lạng Sơn) Những di tìch văn hóa cuội thuộc đầu Thời kỳ đồ đá cũ đã được phát hiện ở di chỉ Núi Đọ (Thanh Hoá) và Xuân Lộc Những công cụ bằng đá basalt ở di chỉ Núi Đọ được ghè đẽo thô sơ thành những mảnh tước là những di chỉ cổ nhất về người cổ ở Việt Nam Di tìch của đầu Thời kỳ đồ đá giữa (Mesolit) thuộc nền văn hóa Sơn Vi đã được phát hiện ở hàng chục địa điểm của Vĩnh Phú Khì

cụ đá của nền văn hóa này bao gồm những cuội được ghè đẽo thô sơ Tiếp sau là nền văn hóa Hòa Bính (Thời kỳ đồ đá giữa) và văn hóa Bắc Sơn (đầu Thời kỳ đồ đá mới) Người nguyên thuỷ thuộc văn hóa Bắc Sơn đã biết kỹ thuật mài để chế tác những ríu đá và đồ gốm

Thời kỳ đồ đồng đã bắt đầu ở Việt Nam khoảng trên 3 nghín năm Nhiều di chỉ khảo cổ nổi tiếng đã được phát hiện và nghiên cứu thuộc các giai đoạn Phùng Nguyên (đầu Thời kỳ đồ đồng), Đồng Đậu (giữa thời kỳ đồ đồng: 3070100 năm và 3328100 năm ), Gò Mun (3046120 năm) và Đông Sơn (cuồi Thời kỳ đồ đồng - đầu Thời kỳ đồ sắt: 2350100 năm) Trong giai đoạn Phùng Nguyên, kỹ thuật chế tác đồ đá đã rất tinh tế Các ríu, đục, vòng tay, hoa tai bằng đá được chế tạo khá hoàn thiện và chau chuốt, đồ gốm có hính dáng đẹp, chắc khoẻ Trong các giai đoạn Đồng Đậu và Gò Mun cùng với đồ đá là nhiều khì cụ và vũ khì bằng đồng như lưỡi câu, ríu, đục, mũi giáo, mũi tên v.v Cùng với di tìch, các khì cụ là di tìch của nhiều loại xương gia súc và ngũ cốc, chứng tỏ vào thời gian đó chăn nuôi và trồng trọt đã phát triển Văn hóa Đông Sơn là một trong những nền văn hóa khảo cổ rất nổi tiếng Đồ đá thuộc văn hóa Đông Sơn rất đa dạng, phong phú và đã phát hiện ở nhiều nơi từ bắc đến nam Ngoài các công cụ (như lưỡi cày, ríu), vũ khì (dao găm, giáo, mác, v.v.) còn có nhiều đồ trang trì, trang sức

và dụng cụ âm nhạc nghệ thuật, như trống đồng, chuông, tượng người và thú vật, v.v…Theo khảo cổ học và sử học thí Thời kỳ đồ đồng ứng với thời kỳ nước Văn Lang và thời kỳ các vua Hùng của lịch sử Việt Nam

4 Biến đổi khí hậu Đệ Tứ

Lúc đầu, khì hậu Đệ Tứ khá dịu và là kế thừa của khì hậu ấm áp của Neogen Tiếp đó bắt đầu kỳ đóng băng thứ nhất, rồi các kỳ đóng băng, gian băng kế tiếp nhau trong suốt Pleistocen (Bảng 2) và có thể cả đầu Holocen (kỳ Băng muộn – Tardiglaciaire ở Tây Âu) Khì hậu chỉ trở lại ấm áp từ khoảng dưới 10 nghín năm trước đây

Chứng liệu về sự biển đổi khì hậu trong Pleistocen được phản ảnh qua sự thay đổi nhiệt độ nước biển bề mặt đã để lại dấu ấn trong vỏ Trùng lỗ trôi nổi được trầm đọng dưới đáy biển Thành phần loài của Trùng lỗ từ trầm tìch đáy biển, hướng vặn xoắn của chúng và tỷ lệ giữa O18

và O16 trong thành phần vỏ phản ảnh rõ nét điều kiện nhiệt độ môi trường sống của chúng Nhiều loài Trùng lỗ trôi nổi rất nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ, nên thường di cư đến

vĩ độ khác khi nhiệt độ thay đổi Vào thời kỳ khì hậu lạnh, vỏ của chúng chỉ gặp ở vùng xìch đạo, còn vào thời kỳ nhiệt độ ấm chúng phân bố rộng rãi ở những vĩ độ cao hơn Một số loài Trùng lỗ trôi nổi trong quá trính tăng trưởng thay đổi hướng vòng xoắn của vỏ khi nhiệt độ thay

đổi Vỏ loài Globorotalia truncatulinoides tuổi Pleistocen thường cuộn phải khi nhiệt độ nước

biển trên 10o, nhưng sẽ cuộn trái nếu nhiệt độ nước biển dưới 8-10o [H 5] Trên cơ sở sự thay đổi tỷ lệ vòng xoắn của vỏ Trùng lỗ, ta có thể xác lập được biểu đồ chi tiết về sự thay đổi khì hậu trong Pleistocen và những thời kỳ sớm hơn

135

(a)

Hình 5 Xác định nhiệt độ tầng nước bề mặt đại dương

theo vỏ Trùng lỗ (Wicander R., Monroe J.S 1993)

(a) Vỏ loài Trùng lỗ trôi nổi Globorotalia truncatulinoides

cuộn về trái khi nhiệt độ nước dưới 8 o -10 o C

(b) Sự biến đổi lượng vỏ Trùng lỗ trôi nổi theo hướng

cuộn có thể dùng để xác định nhiệt độ tầng nước mặt đại dương Tài liệu từ lõi khoan ở Caribbe cho thấy có

ba giai đoạn nhiệt độ tương đối ấm trong kỳ băng Wis-consin (tương đương kỳ băng hà Wurm)

(c) Sự biến đổi tỷ lệ giữa O18 và O 16 được lưu giữ trong

vỏ Trùng lỗ trôi nổi phản ảnh sự dao động nhiệt độ tầng nước mặt và cũng là sự biến đổi khí hậu do băng hà

Cột nhỏ bên phải hình c thể hiện các thời địa từ

(Olduv-al, Matuyama, Jaramillo và Brunhes) ứng với kỳ băng hà Wisconsin ở Châu Mỹ (= Wurm ở Châu Âu)

Sự thay đổi khì hậu cũng có thể xác định

bằng tỷ lệ giữa O18 và O16 trong vỏ Trùng lỗ

Thành phần của hai đồng vị oxy này hòa tan trong

nước biển đã được Trùng lỗ hấp thụ trong quá

trính tạo vỏ bằng CaCO3 Tỷ lệ O18 trên O16 trong

nước biển cao hơn trong băng tuyết ví nước chứa

hàm lượng O16 cao hơn sẽ dễ bay hơi hơn nước

chứa đồng vị O18 Băng tuyết Pleistocen giàu O16

hơn, còn O18 nặng hơn lại tập trung trong nước

biển Sự hạ thấp phần trăm O16 và thành phần O18

nâng cao trong nước biển được ghi lại dấu ấn

trong CaCO3 của vỏ Trùng lỗ Ví thế, sự thay đổi

tỷ lệ đồng vị oxy trong vỏ Trùng lỗ phản ảnh

chình xác nhiệt độ tầng nước bề mặt của biển và

sự thay đổi khì hậu do băng hà gây nên [H 5]

Hiện tượng băng giá trong kỷ Đệ Tứ

Khì hậu lạnh giá tạo nên hiện tượng đóng

băng trên những khu vực rộng lớn là một sự kiện

lớn bậc nhất trong lịch sử kỷ Đệ Tứ Di tìch của

hoạt động băng được xác nhận nhờ những loạt

trầm tìch sông băng, hồ băng rất phổ biến ở các

vĩ tuyến cao Đáng chú ý nhất là tilit – cuội tảng

đá sét tròn nhẵn, bị khìa vạch bên ngoài do xây

xát ví cuốn trôi theo sông băng Băng đóng trên

đại bộ phận bán cầu bắc, nhiều nơi bề dày của

băng đạt tới 1-2 km, thậm chì 3 km Từ những

trung tâm cực bắc, băng kéo xuống đến vĩ tuyến

40o ở Bắc Mỹ, 50o ở Châu Âu và 60o ở Châu Á

Xa hơn về phìa nam, tuy mặt đất không hoàn

toàn bị băng phủ, nhưng lớp áo băng cũng trùm

phần lớn các dải núi Alpes, Carpat, Thiên Sơn, Altai, Saian, v.v…

Hiện tượng đóng băng không bao trùm toàn bộ thời gian của kỷ Đệ Tứ, mà diễn ra nhiều thời kỳ đóng băng Kết quả nghiên cứu cho thấy ở bán cầu bắc đã xẩy ra không ìt hơn 3 kỳ đóng băng trong Đệ Tứ Giữa những thời kỳ đóng băng là thời kỳ gian băng có khì hậu ấm áp, các khối băng chỉ còn lại ở phần cực bắc, diện băng phủ thu hẹp lại rất nhiều và cũng có khả năng bị tan hết

Trong những thời kỳ gian băng, khì hậu ấm áp đã tạo điều kiện phát triển thực vật và động vật

ưa khì hậu ấm Thì dụ ở Châu Âu trong thời kỳ gian băng Mindel-Riss (giữa kỳ đóng băng thứ hai

– Mindel và thời kỳ đóng băng thứ ba – Riss) phổ biến thực vật ưa ấm mà đặc trưng là

Rhododen-dron ponticus hiện đang sống ở nơi nhiệt độ trung bính hàng năm 14-18oC Các loài thú (lớp Có

vú) lúc này cũng khá phong phú và là những dạng ưa ấm, như voi (Elephas antiquus), hà mã (Hippopotamus major), tê giác (Rhinoceros mercki), gấu nâu (Ursus speleus), v.v…

Số lượng kỳ đóng băng và gian băng cũng như thời gian xẩy ra các kỳ băng ở những khu vực khác nhau chưa được xác minh là có giống nhau hay không Nhiều nhà nghiên cứu thống

136

nhất ý kiến là ở giữa Pleistocen một số thời kỳ đóng băng ở các khu vực đã xảy ra giống nhau: Riss ở Tây Âu, Dneprov ở Nga (phần Châu Âu), Samarov – kỳ thứ hai trong bốn kỳ đóng băng

ở Siberie

Ở Châu Âu, trung tâm băng hà là vùng bán đảo Scandinavia và vùng núi Alpes Tại Alpes

đã xác lập bốn kỳ đóng băng là Gunz, Mindel, Riss và Wurm Ở Nga (phần Châu Âu) có ba kỳ đóng băng là Okski, Dneprov và Valdai tương ứng với Mindel, Riss, Wurm Giữa các thời kỳ đóng băng là các thời kỳ gian băng Gunz-Mindel, Mindel-Riss, Riss-Wurm ở Tây Âu và Benlo-vez, Likhvin, Mikulin ở Nga

Châu Á có diện băng phủ nhỏ hơn Châu Âu và chỉ phủ đến vùng hạ lưu sông Lena, bắc dải Ural, tây bắc Siberie Trong Pleistocen có bốn kỳ đóng băng, trong đó kỳ đóng băng cực đại diễn ra ở Pleistocen giữa Bắc Mỹ là lục địa bị băng phủ lớn nhất; ở đây băng phủ xuống đến vĩ

độ 40o và chiếm đến 60% lãnh thổ, ranh giới của

băng đến phìa nam vùng Hồ Lớn

Bán cầu nam nói chung không bị băng phủ mà

chỉ ở những dải núi cao mới có dấu vết của hoạt động

sông băng Ở nhiều nơi ngay trên núi cao nhất ngày

nay cũng không có băng thí trong Pleistocen đã có

băng ở những độ cao không lớn lắm Riêng ở New

Zealand băng Đệ Tứ cũng phủ gần đến mực nước

biển Băng phủ suốt dải Andes ở Nam Mỹ, dải Atlas

và vùng núi Kenia ở Châu Phi Ở Australia băng có ở

độ cao 1000 m (ngày nay ở Australia hoàn toàn không

có băng tuyết)

5 Nguyên nhân băng hà Pleistocen

Hiện tượng đóng băng có tình chu kỳ đã diễn ra

trong kỷ Đệ Tứ cũng như trong những thời kỳ khác của

lịch sử vỏ Trái Đất vẫn là vấn đề chưa có lời giải thỏa

đáng Chỉ một số ìt thời kỳ đóng băng Đệ Tứ được

nhận biết trong tư liệu địa chất, mỗi thời kỳ phân cách

với thời kỳ giáp kề một giai đoạn dài khì hậu ấm và

mát Tuy đã có một số giả thuyết được đưa ra để giải

thìch nguồn gốc của băng hà và gian băng, nhưng đến

nay vẫn chưa có lời giải thìch thỏa đáng về vấn đề

này

5.1 Thuyết nguồn gốc vũ trụ của băng hà

Theo giả thuyết Milankovitch (M Milankovitch,

nhà khoa học Serbia)kỳ băng ở đầu Pleistocen có ba

thông số của quỹ đạo Trái Đất [H 6] Thứ nhất là sự

lệch tâm quỹ đạo, do đó quỹ đạo không còn là hính

tròn nữa [H 6A] Tình toán cho thấy chu kỳ của một

sự lệch tâm cực đại là khoảng 100 000 năm Điều này

Hình 6 Giả thuyết Milankovitch giải thích hiện

tượng gian băng

A) Quỹ đạo của Trái Đất thay đổi từ gần tròn (đường

gạch nối) thành elip (đường liền) và ngược lại trong

100 000 năm B) Trái Đất chuyển động theo quỹ đạo

đồng thời xoay tròn theo trục, nghiêng so với mặt hoàng đạo 23,5 o và hướng về sao Bắc Đẩu Trục Trái

Đất khi quay vẽ thành hình nón trong không gian C)

Hiện nay gần Mặt Trời nhất vào tháng Giêng (mùa

đông bán cầu bắc) D) Khoảng 11 000 năm nữa do sự

tiến động Trái Đất sẽ gần Mặt Trời hơn vào tháng 7 (mùa hè bán cầu bắc).

137

gần ứng với 20 chu kỳ nóng-lạnh diễn ra trong Pleistocen Thông số thứ hai là góc giữa trục Trái

Đất và đường thẳng góc với mặt hoàng đạo [H 6B] Góc này thay đổi khoảng 1,5o so với giá trị trung bính của nó là 23,5o trong chu kỳ 41 000 năm Thông số thứ ba là sự tiến động của điểm

xuân phân và thu phân gây nên vị trì của các điểm phân và các điểm chì di chuyển chậm quanh quỹ đạo bầu dục của Trái Đất trong chu kỳ 23 000 năm [H 6C-D] Sự biến đổi liên tục của ba thông số này làm cho tổng lượng nhiệt Mặt Trời nhận được ở mỗi vĩ độ biến thiên theo thời gian Tuy nhiên, tổng nhiệt mà Trái Đất nhận được thay đổi rất ìt Theo M Milankovitch thí sự tương tác của ba thông số này là cơ chế khởi động cho các kỳ băng và gian băng trong Pleisto-cen

M Milankovitch đã tình được trong 650 nghín năm gần đây đã có bốn lần cường độ bức xạ của Mặt Trời cực tiểu trên vỏ Trái Đất Bốn lần bức xạ cực tiểu đó tương ứng với bốn kỳ băng Gunz, Mindel, Riss và Wurm ở Châu Âu, trong đó kỳ đóng băng Riss lớn nhất, trùng với lần bức xạ nhỏ nhất M Milankovitch cũng tình được thời gian của từng kỳ đóng băng và gian băng Giả thuyết M Milankovitch tuy được nhiều người ủng hộ, nhưng cũng có nhà khoa học lại cho rằng chình sự gia tăng cường độ bức xạ Mặt Trời mới gây hiện tượng đóng băng

Cường độ bức xạ tăng dẫn đến tăng sự chênh lệch nhiệt độ giữa xìch đạo và địa cực Từ đó gây nên sự tăng cường hoạt động hoàn lưu khì quyển, nên tuyết sẽ rơi nhiều hơn ở địa cực và cuối cùng làm phát triển vỏ băng

5.2 Thuyết băng hà có nguồn gốc từ Trái Đất

Nhiều nhà địa chất cho rằng sự nâng cao của lục địa sau mỗi chu kỳ tạo núi dẫn đến sự hính thành khì hậu băng giá Để chứng minh cho lập luận này, các nhà địa chất đã đối chiếu các kỳ đóng băng Proterozoi, Devon hạ, Carbon và Đệ Tứ và thấy chúng đều tương ứng với thời gian sau tạo núi Baicali (Asintic), Caledoni, Hercyni và Alpi Hiện nay nhiệt độ trung bính của nước đại dương là 3,8oC trong khi đó nước của các biển kìn và kề lục địa cao hơn nhiều như biển Baltic: 4,6oC, Biển Đen: 9oC, Địa Trung Hải: 13,5oC và Biển Đỏ: 21,5oC Như vậy, nhiệt độ của Mặt Trời chiếu vào lục địa đã được dự trữ vào những khối nước lục địa Nguồn nhiệt này sẽ bổ sung lại cho lục địa vào lúc nhiệt độ chung hạ thấp Một điều nữa là nhiệt của Mặt Trời cũng được giữ khá nhiều ở hơi nước trong không khì Độ hơi nước giảm dần từ xìch đạo về địa cực,

do đó mà khi tiến về địa cực nhiệt cũng giảm dần, ở vùng xìch đạo hơi nước đã hấp thụ 70% nhiệt của tia nắng, còn ở miền địa cực chỉ 30% Sau những chuyển động tạo núi, biển rút trên đại bộ phận lục địa Diện tìch lục địa tăng, biển kìn và biển nội địa không lớn nên không đủ nhiệt bổ sung cho lục địa, do đó mà nhiệt độ hạ thấp Độ hạ nhiệt dĩ nhiên không đồng đều theo

vĩ độ, càng gần về địa cực độ giảm này càng lớn Sự chênh lệch nhiệt độ gây nên sự hoàn lưu khì quyển giữa vùng cực và xìch đạo, hơi nước dày đặc ở khì quyển trên đại dương tràn về địa cực gây mưa tuyết, từ đó tạo nên những mũ băng (trung tâm băng) lục địa

Câu hỏi đặt ra mà giả thuyết này cần giải đáp là tại sao băng giá sau Caledoni, Hercyni chỉ có ở bán cầu nam, còn băng giá Đệ Tứ lại chỉ có ở bán cầu bắc? Để giải đáp điều này, cần chú ý đến sự di chuyển lục địa theo kiến tạo mảng Những sự thay đổi dài hạn của khì hậu bắt nguồn từ sự thay đổi điều kiện địa lý liên quan với hoạt động kiến tạo mảng Sự chuyển động của các mảng có thể di chuyển lục địa lên vĩ độ cao có nhiệt độ thấp và băng tuyết rơi nhiều Sự xô húc các mảng, tiếp theo

là sự nâng cao những khu vực rộng lớn; sự thay đổi khì quyển, hính dạng và vị trì các mảng cũng góp phần vào sự đổi thay của khì hậu Trong Paleozoi, lục địa Gondwana chưa bị phân tách, các khối lục địa Nam Mỹ, Châu Phi, Ấn Độ, Australia và Châu Nam Cực còn liền một khối Lúc đó địa cực nam ở vị trì ứng với phìa đông Nam Phi hiện nay, các mũ băng được hính thành gần đó Về sau

138

do lục địa tách dãn và di chuyển nên các vùng thuộc trung tâm đóng băng Paleozoi muộn mới có vị trì như ngày nay ở Nam Mỹ, Nam Phi và Australia

6 Hình thái lục địa và hoàn cảnh cổ địa lý

6.1 Hình thái biển và lục địa

Có thể thấy rõ hai giai đoạn khá rõ nét về sự biến đổi hính thái biển và lục địa trong kỷ Đệ

Tứ Giai đoạn đầu kế thừa tình chất nâng cao, biển lùi từ Pliocen (cuối Neogen) và giai đoạn sau – biển tiến tiếp diễn đến hiện nay

Giai đoạn đầu lục địa khá rộng so với hiện nay và là thời kỳ biển lùi lớn của kỷ Đệ Tứ Nhiều khu vực hiện nay là biển thí ở đầu kỷ Đệ Tứ là lục địa như vùng thềm lục địa Đông Nam

Á, vùng biển đông Trung Quốc, v.v… Có dẫn liệu địa chất xác nhận chắc chắn về hính thái biển

và lục địa trên Trái Đất trong Pleistocen Khi đó Borneo, Indonesia và Đông Dương là một dải đất nối liền nhau; Nhật Bản, Triều Tiên và Đông Bắc Trung Quốc không bị biển ngăn cách Châu Á và Bắc Mỹ cũng nối liền qua vùng eo biển Bering hiện nay Ở Châu Âu chưa có Biển Bắc và biển Baltic nên Anh và Pháp nối liền nhau, bán đảo Scandinavia và vùng Tây Bắc Nga cũng liền một dải Thời kỳ biển lùi này của kỷ Đệ Tứ kéo dài gần suốt Pleistocen Trên bề mặt thềm lục địa, ở độ sâu dưới 200 m (nhiều nơi chỉ 60-80 m) hiện nay còn quan sát được di tìch của những thung lũng sông cổ cũng như di tìch của ám tiêu san hô Động vật trên cạn giữa Châu

Á và Bắc Mỹ cũng giao lưu với nhau trong Pleistocen qua cầu nối mà nay là eo biển Bering Ở Châu Âu, dưới đáy biển Manche và Biển Bắc (giữa Anh và Pháp) đã phát hiện được thung lũng

cổ của sông Rhin và sông Seine Sông Thames ở Anh vào Pleistocen là phụ lưu của sông Rhin

và cuối cùng cửa sông đổ ra biển ở vùng giữa Anh và Scandinavia hiện nay

Giai đoạn thứ hai gắn liền với hoạt động biển tiến sau thời kỳ đóng băng và kéo dài đến hiện nay Biển tiến và sự sụt chím nhiều khu vực, hính thành nhiều vùng biển mới như vùng thềm lục địa phìa đông và đông nam Việt Nam ngăn cách Đông Dương với Borneo, Indonesia, vùng biển đông Trung Quốc, ngăn cách Nhật Bản với lục địa Châu Á Mực nước dâng cao trong

kỳ biển tiến này đạt trung bính 50 m

Giữa sự kiện đóng băng, tan băng và biển lùi, biển tiến trong kỷ Đệ Tứ có mối liên quan chặt chẽ Thời kỳ đóng băng ứng với kỳ biển lùi và từ Holocen, khi băng tan cũng bắt đầu biển tiến lớn và biển tiến này kéo dài đến hiện nay Các nhà địa chất đã tình ra đợt biển tiến này làm mực nước biển dâng cao không ìt hơn 50 m, chình ví vậy mà đã hính thành những khu biển trẻ như Baltic và Biển Bắc (giữa Anh và Pháp), biển đông nam Đông Dương ngăn cách Indonesia

và Việt Nam Ở Châu Âu cũng xác định được những đợt biển lùi, biển tiến xen kẽ nhau ứng với các kỳ đóng băng và gian băng trong Pleistocen

7 Hoạt động địa chất Đệ Tứ ở Đông Dương

Quá trính phun trào basalt bắt đầu từ cuối Pliocen vẫn tiếp diễn ở đầu kỷ Đệ Tứ và phổ biến rộng rãi ở phìa nam Đông Dương; đá basalt phủ trên diện tìch rộng ở Đông Nam Bộ, nam Tây Nguyên, Đông Campuchia Sự phong hóa của đá basalt ở khu vực này đã tạo nên vùng đất đỏ rất phí nhiêu, thìch hợp cho việc trồng cây công nghiệp, như cà phê, cao su, v.v… Ở phìa bắc Đông Dương đá basalt ìt phổ biến hơn; những vùng đá basalt chỉ gặp ở Vĩnh Linh, Phủ Quỳ (Nghệ An)

Ở vùng núi Đọ (Thanh Hoá) đá basalt bị chím dưới lớp phủ của phù sa châu thổ sông Mã E Sau-rin cho rằng hoạt động phun trào basalt kết thúc vào Pleistocen sớm (ứng với Vilafranca và Gunz)

Đá rằng hoạt động phun trào basalt kết thúc vào Pleistocen sớm (ứng với Vilafranca và Gunz)